[00717591]储氢/锂二次电极材料制备及能量储存与转换研究

该成果属于能源材料科学与技术。“高容量储氢材料技术、高效二次电池材料及关键技术”是国家中长期(2006-2020年)科学和技术发展规划纲要提出的前沿新能源材料技术之一，也是广西新能源材料的重点发展方向之一。结合国家和广西有关能源材料发展战略，开展了储氢/锂二次电极材料制备及能量储存与转换研究，取得了以下成果：提出一种BCC结构镁钛基合金制备方法，成功制备在温和条件下可逆吸放氢的BCC结构镁钛系合金，发现了TiNi对Mg-Ti-Ni合金储氢性能的催化作用，制备的Mg<,76>Ti<,12>Ni<,12>合金，储氢量达4.22wt%.(国际能源协会期望目标是5wt%)，为Mg-Ti基储氢合金研究奠定基础。研究成果得到国外同行的高度评价，并应用于相关研究中。明确(R-Mg-Ti-Ni)合金在热处理中晶化反应转变规律，提出延缓容量衰减和降低早期失效率的筛选方法，经热处理使难吸氢相Ti<,2>Ni在La-Ti-Mg-Ni合金中实现可逆吸放氢，制备La<,1.8>Ti<,0.2>MgNi<,9>合金的焓变为-29.7kJ·mol<'-1>H<,2>，与商业化应用LaNi<,5>合金的(-30.6kJ·mol<'-1>H<,2>)接近，有望成为储氢合金应用中的候选材料。研究成果得到日本材料研究所同行的积极评价。提出一种提高AB<,2>C<,9>型R-Mg-Ni基合金储氢性能的制备方法，该方法制备的合金吸放氢平台适中、活化容易、电化学性能良好，对推进AB<,2>C<,9>型R-Mg-Ni基合金实用化进程具有重要意义，研究成果得到美国Ovonic电池公司同行的积极评价。提出一种制备团聚型多孔电极材料的通用方法，该工艺过程可控，易于实现规模化生产，发现了基于纳米粒子的团聚型多孔电极材料能有效提高锂离子电池电极材料的性能。国外同行给予积极评价。项目研究历时8年，先后获得国家自然科学基金、广西科学基金的多项支持，共发表了68篇学术论文，并获2项发明专利。提交的20篇主要论文均被SCI收录，其中JCR分区一区2篇、二区11篇、三区3篇、四区4篇，从Web of Science检索他引151次、SCI他引116次。依托该项目组建了广西新电池材料工程技术研究中心和广西高校新能源材料及相关技术重点实验室，培养了博士生7名、硕士生38名。